CN110138170A - 一种轨道调谐振动发电装置 - Google Patents

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左志远
刘林芽
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems

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Abstract

本发明公开一种轨道调谐振动发电装置，包括磁铁、线圈筒、弹簧、储电器、连接件和导线；所述的磁铁与弹簧相连设置于线圈筒内；所述的线圈筒上端开口，其与轨道板固定连接；弹簧通过连接件与钢轨连接；三个装置呈线性排列设置在两承轨台之间、钢轨下面的悬空部位；储电器与线圈筒通过导线连接，储电器设置在轨道板侧；通过不同刚度弹簧将轨道高频主频振动调谐至低频，带动磁铁运动，使线圈产生感应电流，并通过储电器储存电能。

Description

一种轨道调谐振动发电装置
技术领域
本发明属于发电设备领域，涉及一种轨道调谐振动发电装置。
背景技术
随着轨道交通的大力发展，截至2018年底我国铁路运营总里程达13.1万公里。轨道交通在给人们的生活带来方便的同时，也带来了严重的振动问题，这对轨道结构本身的使用寿命、沿线建筑物的结构强度以及精密仪器的正常工作都造成了严重的影响。在以往的轨道结构振动控制方面，均采用弹簧阻尼单元进行处理，把振动能量转换成热能耗散掉，这也是对资源的一种浪费。
鉴于此，本发明提供一种轨道调谐振动发电装置，该装置可有效降低轨道结构振动，并将振动能量转化为电能，为轨道交通沿线照明及监测装置提供电能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨道调谐振动发电装置，该装置对轨道结构主频振动可有效控制，将能量转化为电能。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种轨道调谐振动发电装置，包括磁铁、线圈筒、弹簧、储电器、连接件和导线。所述的磁铁与弹簧相连设置于线圈筒内；所述的线圈筒上端开口，其与轨道板固定连接；弹簧通过连接件与钢轨连接；三个装置呈线性排列设置在两承轨台之间、钢轨下面的悬空部位；储电器与线圈筒通过导线连接，储电器设置在轨道板侧。
作为优选的设计方案，所述的磁铁采用强磁铁，且统一设置N极向上，S极向下。
作为优选的设计方案，所述的线圈筒包括线圈与绝缘薄筒。
作为优选的设计方案，所述的弹簧根据轨道前三阶振动主频设置三个不同刚度，进而对轨道前三阶主频的高频振动通过弹簧进行调谐至低频，进而带动磁铁的上下运动，使线圈切割磁感线产生感应电流，并通过储电器储存电能。
本发明的优点在于：
（1）该装置通过被动减振的方式可有效控制轨道的前三阶主频振动，降低轨道振动向外界的传递。
（2）该装置利用电磁感应理论将振动能量转化为电能，可提供轨道沿线照明设施及监测设施的供电保障。
附图说明
为了更清楚的说明本专利实施例的技术方案，特绘制下述图片加以介绍。
图1所示为本发明一种轨道调谐振动发电装置的布置侧视图。
图2所示为本发明一种轨道调谐振动发电装置的布置正视图。
图3所示为本发明一种轨道调谐振动发电装置的工作原理示意图。
附图标记汇总：100-磁铁，200-线圈筒，210-线圈，220-绝缘薄筒，300-弹簧，400-连接件，500-导线，600-储电器。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明做详细说明，下面介绍的实施例只是本发明的一部分实施例。在本发明实施例的基础上，本领域人员在没有做出其他创造性劳动的前提下所得的实施例都在本发明保护的范围之内。
实施例：
如图1-3所示，本发明提供了一种轨道调谐振动发电装置，包括磁铁100、线圈筒200、弹簧300、储电器600、连接件400和导线500。所述的磁铁100与弹簧300相连设置于线圈筒200内；所述的线圈筒200上端开口，其与轨道板固定连接；弹簧300通过连接件400与钢轨连接；三个发电装置呈线性排列设置在两承轨台之间、钢轨下面的悬空部位；储电器600与线圈筒200通过导线500连接，储电器600设置在轨道板侧。
如图1-2所示，本发明磁铁100采用强磁铁，且统一设置N极向上，S极向下。
如图1-2所示，本发明弹簧300根据轨道前三阶振动主频设置三个不同刚度，进而对轨道前三阶主频的高频振动通过弹簧300进行调谐至低频，进而带动磁铁100的上下运动，使线圈210切割磁感线产生感应电流，并通过储电器600储存电能。
如图3，当轨道振动通过弹簧300传递到磁铁100时，引起磁铁100向上运动，由于线圈210是固定的，相当于线圈210做切割磁感线运动，引起电磁感应现象，产生感应电流，由导线500将产生的电能传递给储电器600，进而将振动能量转化为电能。

Claims (4)

1.一种轨道调谐振动发电装置，其特征在于：该装置包括磁铁（100）、线圈筒（200）、弹簧（300）、储电器（600）、连接件（400）和导线（500）；所述的磁铁（100）与弹簧（300）相连设置于线圈筒（200）内；所述的线圈筒（200）上端开口，其与轨道板固定连接；弹簧（300）通过连接件（400）与钢轨连接；三个发电装置呈线性排列设置在两承轨台之间、钢轨下面的悬空部位；储电器（600）与线圈筒（200）通过导线（500）连接，储电器（600）设置在轨道板侧。
2.根据权利要求1所述的一种轨道调谐振动发电装置，其特征在于：所述的磁铁（100）采用强磁铁，且统一设置N极向上，S极向下。
3.根据权利要求1所述的一种轨道调谐振动发电装置，其特征在于：所述的线圈筒（200）包括线圈（210）与绝缘薄筒（220）。
4.根据权利要求1所述的一种轨道调谐振动发电装置，其特征在于：所述的弹簧（300）根据轨道前三阶振动主频设置三个不同刚度，进而对轨道前三阶主频的高频振动通过弹簧（300）进行调谐至低频，进而带动磁铁（100）的上下运动，使线圈（210）切割磁感线产生感应电流，并通过储电器（600）储存电能。
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